（水利工程专业论文）东调南下韩庄运河湖口～台儿庄续建工程施工组织设计.pdf

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提供最为合理的施工方案和施工技术措施至关重要 本文以国家相关规范规 程为依据 通过合理地分析论证 确定整个工程的施工组织方案 为工程的下一步实 施提供科学的依据 本文采用理论与实践相结合的研究方法 用理论来指导设计 但又不局限于理论 在完成本设计期间 笔者运用施工组织的专业知识 参照早前韩庄运河工程施工经验 并多次到现场实地勘查 结合当地实际情况 经反复比较论证完成此设计 根据本文对于东调南下韩庄运河续建工程 湖口 台儿庄段 施工组织设计的研 究 笔者认为 通过严格的工程管理 科学的技术保证 经济的施工方案 完全可以 将本工程建设成为一流的水利工程 为东调南下工程的顺利实施做出贡献 通过本文 的研究也充分体现了施工组织设计作为水利工程建设指导性文件的重要性 为下一步 工程的实施建设提供了强有力的科学依据 同时也为其它水利工程的设计与建设提供 参考 关键词 施工组织设计 施工导流 施工方案 施工布置 山东大学硕士学位论文 c o n s t r u c t i o no r g a n i z a t i o nd e s i g ni sac o m p r e h e n s i v ed o c u m e n tt oi n s t r u c tt e c h n i c a l e c o n o m i c a l a n dm a n a g e m e n ti s s u e si na l la c t i v i t i e so ft h ew h o l ec o n s t r u c t i o np r o j e c t i t s t h eo u t c o m eo fc o n s t r u c t i o nt e c h n i q u ec o m b i n e dw i t hc o n s t r u c t i o np r o j e c tm a n a g e m e n ta n d i sa l s oag u a r a n t e eo ft h ec o n s t r u c t i o na c t i v i t i e sr u n n i n go r d e d y e f f e c t i v e l y a n dr e a s o n a b l y o n c et h ep r o j e c ts t a r t s t h er e s e a r c ho ft h i sd i s s e r t a t i o nm a i n l yi n c l u d e st h ec o n s t r u c t i o no r g a n i z a t i o nd e s i g n o ft h ee x c a v a t i o nw o r k so ft h eh a n z h u a n g c a n a l h a n z h u a n gc a n a li st h em a i nd i v e r s i o n c h a n n e lo fn a n s il a k e h a n z h u a n gc a n a ll o c a li n f l o wa n dp i c a n ga r e a t h eg e o g r a p h i c a l a n dg e o l o g i c a lc o n d i t i o n sa l o n gt h ep r o j e c ta r ev e r yc o m p l i c a t e d i ti si m p o r t a n tt h a th o wt o d 0t h ec o n s t r u c t i o no r g a n i z a t i o nd e s i g nw e l la n dp r o v i d et h er e a s o n a b l ec o n s t r u c t i o np l a n t h i sp a p e ri sb a s e do nr u l e sa n dr e g u l a t i o n s t oc o n f i r mt h ec o n s t r u c t i o no r g a n i z a t i o nd e s i g n o f t h ep r o j e c tb yr e a s o n a b l ea n a l y s i sa n da r g u m e n t t h er e s e a r c hm e t h o d so ft h i sd i s s e r t a t i o ni s i n t e g r a t i n gt h e o r yw i t hp r a c t i c e t h e o r y c a nd i r e c td e s i g n b u td e s i g nn o tl i m i t e dt ot h e o r y d u r i n gt h ep e r i o do f d e s i g n i n g u s i n g t h e p r o f e s s i o n a lk n o w l e d g e o fc o n s t r u c t i o n o r g a n i z a t i o n c o n s u i t i n g t h e p r e v i o u s e x p e r i e n c eo ft h eh a n z h u a n gc a n a lp r o j e c t a n dc o n d u c t i n gs u r v e y st op r o j e c ts p o tm a n y t i m e s a n db yh a r dw o r k i n g s og e tt h i sp a p e r b ys t u d yo fc o n s t r u c t i o no r g a n i z a t i o nd e s i g no ft h ep r o j e c to ft h ee x c a v a t i o nw o r k so f t h eh a n z h u a n gc a n a l it h i n kt h a tw ec a nm a k ei taf i r s t r a t ew a t e rp r o j e c tb yt i g h tp r o j e c t 山东大学硕士学位论文 第一章引言 1 1 施工组织设计研究目的和意义 近些年 国家对水利工程的投资逐年增长 大型 特大型水利工程如三峡水利枢 纽工程 南水北调工程等相继上马 预示着我国的水利事业进入了一个蓬勃发展的时 期 水利工程作为一项系统工程 随着工程规模的不断扩大 新技术 新功能的不断 变化 施工也变的日趋复杂 在一项大型的水利工程施工工地上往往有多个工种专业 人员 使用着数百台各类机械 消耗着上万吨的材料 施工管理者除直接管理施工生 产活动外 还要组织材料 设备的配给 资金统筹分配及施工进度控制等诸多问题 传统的管理理念 管理模式和管理方法已不能很好的解决这些问题 只有通过不断的 在施工中引进新技术 新工艺 新方法 不断的更新管理理念 提高管理水平 才能 切实解决以上问题 施工组织是具有法律效力的指导施工的技术经济性文件 是提高施工技术水平和 实现科学管理的重要手段 也是工程验收必不可少的技术资料 只有增加施工组织设 计的科技含量 提高组织者的管理水平和知识储备才能适应现代化施工的要求 施工组织设计的目标是实现少投入 多产出 以达到低成本 高效益的效果 为 了实现这个目标 就要对施工中的计划 组织以及控制投入 产出的过程进行全面管 理 遵循技术先进 经济合理 少耗资源的原则 拟定周密的施工准备工作计划 确 定合理的施工程序和施工方法 科学地投入人才 技术 材料 机具和资金 来达到 进度快 质量好和成本低的三大目标 施工组织设计是实现企业经营目标 统筹安排 施工企业生产的投入 产出过程的关键 有了施工组织设计 就可以按事先设计好的程序组织生产活动 建立正常 有效 的施工秩序 可以使项目领导和作业班组对施工活动做到心中有数 预计到施工过程 中可能发生的各种情况 事先做好准备 主动调整施工中的薄弱环节 及时处理出现 的问题 保证施工的顺序进行 可以为工程施工的节奏性 均衡性和连续性提供最优 方案 从而使施工以最低的成本取得最大的技术经济效果 另外 随着国家对于土地 3 山东大学硕士学位论文 资源的科学管理以及人们环保意识的不断提高 水利工程的设计与建设将面临比过去 更多更复杂的问题 这就要求设计研究人员在工程设计过程中遵循 以人为本 科学 设计 的原则 为工程做好技术服务 尤其要重视工程施工建设的指导性文件 施 工组织设计的编制 韩庄运河是南四湖洪水下泄的主要通道 是东调南下工程的骨干工程之一 续建 韩庄运河工程 提高防洪标准 有利于完善沂沭泗河流域南下防洪体系 保护该地区 工农业生产和人民生命财产安全 本文通过对韩庄运河 湖口 台儿庄 续建工程的 施工组织设计研究 提出了未来工程施工的措施和策略 为东调南下工程的顺利实施 提供了技术保障 对于水利工程施工企业提高施工质量 提高企业的经济效益具有一 定的理论和现实意义 并对施工组织设计方面的工作提供了宝贵经验 1 2 国内外发展现状 1 2 1 国外发展现状 国外在施工组织设计中注重网络计划技术的应用 大型水利工程在施工过程中 存在大量的劳动力 材料 机具设备 构配件 投资费用 工期等诸多可变因素 因 此需要不断地收集 整理 贮存和检索各类信息 从而对施工计划不断地进行动态控 制 调整和优化 合理的安排各种资源 以达到缩短工期降低成本的目的 该过程靠 手算很难完成 国外科技人员根据网路计划的特点编制了大型的计算机程序 从而使 得网络计划更为方便 实用 国外精于管理的企业在施工组织设计中都运用了网络计 划 把网络计划作为企业施工组织中的一种必备工具 美国是网络计划技术的发源地 著名的泰迪建筑公司在其4 7 个项目上应用了此 法 平均节省工期2 2 节约资金1 5 日本于1 9 6 1 年从美国引进网络计划技术 并全面采用 在大型工程中都采用了网络计划技术进行施工组织设计 并跟踪施工 原苏联从1 9 6 4 年开始引进施工网络计划技术 并规定所有大型建筑工程都采用网络 计划技术 认为在提高建设效率方面网络计划占有重要地位 网络图是提高施工组织 设计效率的有效工具 据原苏联统计 1 9 7 5 1 9 8 5 年间 应用网络计划技术完成的建 筑工程量增加了8 倍 德国从1 9 6 0 年开始应用网络计划 使用比较广泛的是单代号 搭接网络 据统计 现在应用于工程管理的单代号约占8 5 左右 8 1 4 山东大学硕士学位论文 在优化施工组织设计中 除了网络计划技术的应用外 新技术 新材料的应用对 于施工组织设计的优化也具有十分重要的作用 近年来 国外发达国家注重引进高新 技术 把高新技术作为施工产业科技进步的先导和技术革新的动力 将信息技术 生 物技术 新材料 新能源等高新技术 应用于企业的生产技术 材料技术 节能技术 及环境保护等方面 为解决技术难题 提高质量和效益 提供了可靠的技术保证 优 化施工组织设计必然导致施工企业经济效益的提高 国外还注重技术转移和研究成果的企业化 技术的转移可以促进研究开发成果的 实际应用 以较少的投入 提高整个行业的专业技术水平 日 美等国家非常重视将 技术从官方转向民间 从大学 研究所转向企业 从大企业转向中小企业 技术成果 最终要在企业转化为生产力 其主要表现在以下几个方面 首先委托开发 即将大学 研究机构的研究成果委托给有关企业进行开发 使新技术实现企业化 其次推荐开发 从大学 科研机构的研究成果中 挑选出比较成熟 开发风险不大 还没有企业化的 优秀新技术 推荐给需要这方面新技术的企业 在此是技术转让 将专利或秘诀有偿 转让给民间企业 最后在企业内部研究与开发的衔接 让一部分生产技术人员带着实 际问题到研究部门从事一定时间的研究开发工作 解决问题后 再加入到生产实际中 去 保证了技术转移的人力条件和需要共给的完全平衡 1 2 2 国内发展现状 经过多年的发展 我国的水利工程设计建设水平取得了长足的进步 逐渐缩小了墨 与发达国家的差距 并且形成了一套符合我国国情的水利工程施工组织设计编制规范 规程 从早期的 水利水电工程施工组织设计手册 到如今的 水利水电工程施工组 织设计规范 s l 3 0 3 2 0 0 4 无不凝聚了一代又一代水利人的心血 也见证了我国水 利工程施工组织设计学科的发展 目前我国水利工程施工组织主要内容大体包括如下 方面 1 工程概况及外部条件 2 工程地质及水文气象 3 料场规划 4 施 工导流 5 施工方法 6 施工交通 7 施工临时设施 8 施工总体布置 9 施工进度计划 1 0 施工安全及文明措施等 在我国目前的水利工程施工组织设计中 技术经济分析是施工组织设计的重要内 容之一 也是服务于设计的必要手段 施工组织设计中的经济分析的目的是论证设计 5 山东大学硕士学位论文 在经济上的是否合理 在技术上是否可行 通过科学的计算和分析比较选择经济技术 效果最佳的方案 寻求增产节约的途径和最大限度的提高施工经济效益 技术经济分 析应围绕质量 工期 成本三个主要方面来进行 而具体选用某一个方案的原则是 在质量能够达到优良的前提下 工期合理 成本最低 科学合理 严谨周密的施工组织设计能极大的提高施工经济效益 施工组织设计 编制完成后 尚需对其进行技术经济分析评价 以便进行方案改进或多方案优选 一 般常用的技术经济指标主要有 施工工期 全员劳动生产率 劳动不均衡系数 临时 工程费用比 综合机械化程度 流水施工不均衡系数 施工场地利用系数等 目前 我国的一些水利工程施工企业对施工组织设计的作用认识还不够 没能真 正做到业内指导业外的施工 对于复杂的施工项目而言 还不能正确处理人与物 空 间与时间 质量与数量等等之间的相互关系 根本原因是到目前为止 施工企业只把 施工组织设计当作一个应付检查的文件或是投标文件的一部分 在实际施工中只把它 置于案头 起不到实际指导意义所致 由于网络计划技术提供了完善的数学模型 因此可以利用计算机对其进行计算 优化 绘图和实际中的跟踪控制 现代大型工程施工过程中 人 财 物和机械设备 越来越多 某些方面过多依靠经验 手算已经不能适应现行工程施工组织发展要求 计算机网络计划技术越来越体现出其优点 尤其对于大型 复杂的水利工程项目 更 能充分体现计算机辅助系统的快速 及时 高效 费用低的优点 因此我们应积极采 用 推广计算机辅助网络计划系统来完成施工组织和管理的工作 1 3 主要研究内容 1 施工条件分析 针对东调南下韩庄运河续建工程 分析工程施工特点 对外交通运输条件 可利 用的场地面积和利用条件 调查建筑材料的来源和供应条件及当地水源 电源供应情 况 根据地质报告中开挖土石方的物理指标 外形特征等 确定挖填土石方的土质类 别 收集工程所在地气温 风力 风向 冰冻 降雨等资料 统计分析降雨量 降雨 6 山东大学硕士学位论文 天数 气温及冻土情况 着重研究不同气象条件对施工的影响及采取的措施 2 施工导流 根据本工程的规模及 水利水电工程施工组织设计规范 s l3 0 3 2 0 0 4 确定导 流标准 根据水文气象资料确定工程施工导流时段 根据工程的总体布置和地形地貌 情况 通过方案比较 确定本工程的导流方式及导流工程布置措施 确定导流建筑物 的设计断面和工程量 3 土石方平衡与调配 韩庄运河续建工程土石方挖填工程量较大 且有些部位开挖的土石方量不能满足 自身填筑需要 有些部位开挖的土方除用于自身回填外尚有剩余 为节省工程投资 减少弃土占地 必须进行合理调配 并列出土方平衡与调配表 4 施工方法 分析确定各单项工程的先后施工顺序 根据各工序施工工作面大小 土方运距长 短及地形情况和各种施工机械性能 经比较后选择施工设备 确定各施工工序的施工 方法 分析确定砌石工程的基本施工方法 施工要求和需遵守的规范 规程等 二 分析确定各建筑物砼拌制和运输方法及拌合设备的配备 砼浇筑方法 分析确定机电 金属结构设备制作方案 选择合适的吊装机械 提出主要机电设 备和金属结构制作安装的施工技术要求 5 施工总布置 调查核实原有对外交通情况 提出本工程对外运输总量 逐年运输量 平均昼夜 运输强度 选定对外交通方案的线路标准以及对外交通工程的施工进度安排 选定库 区场内主要施工道路布置 并根据施工区内主要施工道路的运输量和运输强度提出场 内交通工程设施及工程量 根据本工程混凝土总量及单个建筑所需混凝土数量 比较集中设置混凝土拌和系 统和按建筑物单独设置混凝土拌合站的优缺点 选定混凝土拌合系统的布置 生产能 力 主要设备及厂址 列出本系统所需主要机械设备 说明施工期间所需主要施工机械 主要材料加工 运输设备 金属结构等种类及 数量 提出修配加工能力 选择机械修配厂 汽车修配厂 综合加工厂 包括钢筋 7 山东大学硕士学位论文 木材 和混凝土预制件加工制作 及其他施工工厂设施的厂址 确定平面布置和生产 规模等 6 施工总进度 根据本工程的施工项目 工作量及相互间制约条件初步拟定总工期 提出工程筹 建期 工程准备期 主体工程施工期和工程完建期的控制进度 论述各阶段施工控制 性进度 做施工总进度表 1 4 拟解决的关键问题 1 本项目干流工程长度达3 6 k i n 沿线工程施工条件复杂 需结合实际充分研 究施工条件 分析工程施工的可行性 2 工程施工导流问题突出 韩庄运河北岸支流较多 导流线路复杂 需统筹 考虑 互相协调 通过科学的水利计算和合理的分析研究确定本工程的施工导流方案 为工程的实施提供依据 3 工程土方挖填量巨大 合理的土石方调配是工程经济性 科学性的保证 土方调配的方案选择是工程施工的重中之重 4 工程战线长 跨越县区较多 合理的处理地域之间的关系 充分的利用现 有的条件 制定合理的施工布置方案尤为关键 8 山东大学硕士学位论文 萱i 宣i i i i i i i i i i i i i mi i i i i i i i 苗i i i i 宣i i 萱i i i i 宣i 萱i i i i i i i i i 2 1 工程建设的必要性 第二章工程概况 韩庄运河工程位于山东鲁南地区 工程西起微山县南四湖东南微山湖出湖 口 途经济宁市微山县 枣庄市峄城区和台儿庄区 至鲁苏省界陶沟河口 全长 4 2 7 k m 韩庄运河历史上是京杭大运河的一段 是南四湖 韩庄运河区间以及邳 苍地区来水的下泄通道 也是南水北调东线工程规划的输水河道 韩庄运河 湖口 台儿庄 续建工程建设的主要任务是拓宽韩庄运河干河 加固干流堤防并新 改建干堤穿堤建筑物 扩大干河拦河节制闸 新建桥梁 加 固支流回水段堤防及新建必要的管理设施 工程建成后可使南四湖洪水 韩庄运 河区间及邳苍区间来水安全下泄 经骆马湖 新沂河入海 使防洪保护区的肪洪 标准达到5 0 年一遇 沂沭泗河洪水东调南下工程是为解决沂沭泗河洪水出路的一项战略性工程 根据历次会议精神 东调南下工程 八五 期间按防御2 0 年一遇洪水标准进行 了建设 目前 已初步形成了沂沭泗河中下游防洪工程体系 但是 该地区的防 洪标准仍然偏低 与其所处的地位和经济社会发展要求不相适应 为更好地发挥 东调南下工程整体效益 保障区内人民生命财产安全和经济社会可持续发展 在 国务院办公厅转发的 关于加强淮河流域2 0 0 1 2 0 1 0 年防洪建设的若干意见 中 明确 沂沭泗河洪水东调南下工程 应在一期工程基本完成的基础上 抓紧实施 二期工程 韩庄运河是南四湖洪水下泄的主要通道 是东调南下工程的骨干工 程之一 续建韩庄运河工程 提高工程防洪标准 有利于完善沂沭泗河流域南下 防洪体系 保护该地区工农业生产和人民生命财产安全 保证南四湖滨湖地区和 沿运地区经济社会全面协调和可持续发展 2 2 自然概况 韩庄运河属淮河流域沂 沭 泗水系 位于东经1 1 7 2 0 1 1 7 5 0 北纬 9 山东大学硕士学位论文 3 4 3 0 3 5 0 0 之间 东邻沂河流域 西接南四湖 北靠泰沂山区 南与苏北搭界 它除承泄南四湖流域山东 江苏 安徽 河南四省八个地 市 三十四个县区3 1 4 0 0 k m 2 的洪涝水外 并兼排韩庄以下区间1 8 2 8 k m 2 的来水 省界处汇水面积为3 3 2 2 8 k m z 韩庄以下区间包括山东省济宁市微山县 枣庄市峄城 台儿庄 市中 薛城 山 亭五区 以及江苏省徐州市部分县区 韩庄运河横穿运南 运北两山区之间 运北主要支流有一支沟 二支沟 阴平沙 河 魏家沟 三支沟 四支沟 大沙河分洪道及峄城大沙河 运南主要有引龙河 龙 河 于沟河及支流河汇入伊家河再入韩庄运河 韩庄运河干流两岸地势低洼 沿河地形自西向东倾斜 比降一般为1 3 0 0 1 6 0 0 0 微山县韩庄镇地面高程3 7 o m 左右 阴平沙河入口 1 4 3 0 0 以下地面渐低 至省界 处地面高程在2 5 o m 左右 一般洪水位都将超过地面 韩庄运河流域地表地层主要为山前冲积 洪积平原 沿河两岸均为第四纪松 散岩层覆盖 地表由亚粘土 亚砂土组成 地表土中夹有砂礓石 局部地方砂礓 石高度集中 胶结成砂礓盘 2 3 工程现状 根据 沂沭泗河洪水东调南下工程复工报告 韩庄运河扩大一期工程按微山岛 水位3 3 3 0 泄流19 0 0 m 3 s 挖槽 微山岛水位3 5 8 m 防洪4 0 0 0 4 4 0 0 m 3 s 规模复堤 目 前 该工程已实施完成 喇叭口自湖口 桩号0 0 0 0 至韩庄闸上防冲槽起点 桩号0 7 9 6 全长7 9 6 m 东调南下一期工程中完成了喇叭口中心线以北部分的开挖 满足2 0 年一遇行洪要求 北岸岸坡上做有砌石护坡 喇叭口中心线以南部分的未开挖 不能满足续建规划要求 韩庄闸 9 公里段已按微山岛水位3 3 3 m 下泄2 5 0 0 m 3 s 标准开挖 设计河底宽 2 0 0 m 除桩号2 6 3 0 3 15 0 及4 3 2 0 4 7 6 0 两河段尚存土埂外 基本满足续建规 划要求 9 公里 万年闸节制闸 桩号1 9 6 1 7 4 段 一期工程已按微山湖水位3 3 3 m 韩 庄出口下泄量1 7 0 0 m 3 s 扩大挖槽 河底高程2 4 3 0 m 底宽1 2 0 m 泄洪能力达到 3 6 0 0 m 3 s 满足2 0 年一遇防洪要求和南水北调东线一期工程输水要求 但不满足续建 1 0 山东大学硕士学位论文 规划要求 万年闸节制闸 桩号1 9 6 1 7 4 台儿庄节制闸闸 桩号3 6 1 2 3 段 一期工 程中已按微山岛水位3 3 3 m 泄量1 7 0 0 1 9 0 0 m 3 s 扩大挖槽 河底高程2 0 8 0 m 底宽 1 0 4 m 泄洪能力达到3 6 0 0 一4 4 0 0 m 3 s 满足2 0 年一遇防洪要求 同时也满足南水北 调东线一期工程输水要求 但不满足续建规划要求 干河堤防一期工程中结合开挖河槽 按设计洪水位加超高2 3 m 顶宽8 0 m 的 标准 对原有大堤进行加高培厚 现状干河堤防除局部堤段外 基本满足5 0 年一遇 防洪要求 从韩庄运河 湖口 台儿庄 段现有防洪工程情况可以看出 现有工程于河 及干河拦河建筑物不能满足5 0 年一遇泄洪要求 部分干堤穿堤涵洞存在防洪隐 患 支流回水段堤防标准较低 防洪能力较差 干河堤防管理设施不完备 防汛 日常管理以及群众生产和生活都不方便 荽 2 4 工程规模 l 喇叭口 韩庄闸上喇叭口自湖口至韩庄节制闸上防冲槽起点 全长7 9 6 m 一期工程已完 成了喇叭口中心线以北部分的开挖 续建工程需完成中心线以南部分的开挖 按微山 湖水位3 3 3 m 时 下泄流量2 5 0 0 m 3 s 的规模扩大 2 河道 东调南下续建工程中韩庄运河段的防洪标准为5 0 年一遇 按微山岛水位3 3 3 m 韩庄出1 3 下泄2 3 0 0 m 3 s 扩挖河槽 具体分段 9 0 0 0 万年闸节制闸段河道底宽2 0 0 m 边坡1 2 河底高程2 4 3 0 m 万年闸节制闸 台儿庄节制闸段河道底宽1 3 0 m 其中 万年闸 2 7 0 0 0 段边坡1 2 2 7 0 0 0 一台儿庄段边坡1 3 河底高程2 0 8 0 m 3 干流堤防 干河堤防按照5 0 年一遇设计洪水位加2 0 m 超高 堤顶宽8 0 m 边坡1 3 复堤 本次工程复堤段为伊家河河口两河三堤段 长1 1 k m 河道设计桩号3 2 0 7 0 3 3 1 7 0 按照堤顶宽8 o r e 边坡l 3 堤顶高程为5 0 年一遇设计洪水位加2 0 m 超高复堤 4 支流工程 山东大学硕士学位论文 一支沟 二支沟 阴平沙河 魏家沟 三支沟和四支沟6 条支流 从各支流河1 3 复堤起始处至5 0 0 m 按干流标准复堤 堤顶高程为干流5 0 年一遇水位加2 0 m 超高 堤顶宽6 0 m l 河口复堤5 0 0 一6 0 0 m 为渐变段 堤项高程由超高2 0 m 渐变为1 0 m 堤顶宽由6 0 m 渐变为4 0 m 河口复堤6 0 0 m 之外至胜利渠南堤按堤项宽4 0 m 堤顶 高程为干流5 0 年一遇设计洪水位加1 0 m 超高确定 边坡1 3 峄城大沙河从河1 3 复 堤起始处至6 0 0 m 复堤标准同上 河口复堤6 0 0 m 之外至胜利渠南堤按堤顶宽4 0 m 堤顶高程为支流1 0 年一遇设计洪水位加1 5 m 超高确定 边坡l 3 运北支流涵洞在胜利渠以南有2 6 座 由于支流复堤和涵洞自身破损 已无法正 常发挥效益 需进行接长加固或维修 一支沟 阴平沙河和四支沟由于一期工程所修 跌水年久失修 需维修加固 原则是按原跌水长度及型式扩建 5 拦河建筑物 拦河建筑物主要包括万年闸工程和台儿庄节制闸工程 工程规模为韩庄运河5 0 年一遇防洪设计 相应流量5 4 0 0 m 3 s 2 5 工程等别 根据韩庄运河堤防防护区内防护对象及其重要程度 按照 水利水电工程等级划 分及洪水标准 s l 2 5 2 2 0 0 0 堤防工程设计规范 g b 5 0 2 8 6 9 8 和 关于加 强淮河流域2 0 0 1 2 0 1 0 年防洪建设的若干意见 国办发 2 0 0 2 1 6 号文 等规范 文 件确定 韩庄运河工程的工程等别为i i 等 工程规模为大 i i 型 韩庄运河堤防保护范围内有京沪铁路 京福高速公路 保护区内有1 0 0 多万亩耕 地 1 0 0 万人口 确定韩庄运河干流堤防级别为2 级 支流回水段5 0 0 m 以内堤防与 干堤标准相同 堤防级别也为2 级 其余段支流堤防级别为3 级 堤防上主要建筑物 级别与堤防相同 干堤建筑物级别为2 级 支堤建筑物级别为3 级 根据 水闸设计规范 s l 2 6 5 2 0 0 1 万年闸节制闸和台儿庄节制闸工程等别为 等 主要建筑物级别为2 级 次要建筑物为3 级 临时建筑物为4 级 1 2 山东大学硕士学位论文 2 6 工程设计的主要内容 韩庄运河 湖口 台儿庄 干河起自南四湖下级湖湖东韩庄镇 途经山东省微山 县和枣庄市的峄城 台儿庄区后 至台儿庄闸与韩庄运河省界 台儿庄 大王庙 段 工程相接 全长约3 6 1 2 3 k m 1 喇叭口扩挖工程 韩庄出口 包括韩庄运河 伊家河 老运河 设计规模为微山岛水位3 3 3 m 时 下泄2 5 0 0 m 3 s 该工程1 9 9 1 年冬开工 1 9 9 2 年完成了喇叭1 2 1 中心线以北断面开挖 本次续建工程继续完成喇叭口中心线以南断面开挖 防止水流对河岸的冲刷 对喇叭 口南岸及裹头进行浆砌石护坡 韩庄节制闸上喇叭口工程继续完成设计中心线以南部分的开挖 自湖口设计桩号 0 0 0 0 至韩庄闸新闸铺盖设计桩号0 7 9 6 长7 9 6 m 南岸从韩庄闸右岸翼墙以6 3 角向上游湖口扩散 2 干流河道扩挖工程 干流扩挖自设计桩号9 0 0 0 3 6 1 2 3 全长2 7 1 2 3 k m 根据设计流量进行河槽开 挖 在现有河槽的基础上 沿河道设计中心线向河口两侧开挖 1 韩庄闸下 9 0 0 0 段 韩庄闸下 9 0 0 0 段工程有两段土埂需要切除 土埂分别位于运河左侧设计桩号 擎 2 6 3 0 3 1 5 0 和4 3 2 0 4 7 6 0 处 长分别为5 2 0 m 4 4 0 m 河道底宽按上下游河道 底宽平顺连接 2 9 0 0 0 1 8 1 0 1 段 自永兴路码头至古邵镇的大枣庄村 该段两岸都没有码头 采用沿现状河道中泓 线两侧开挖方案 河道开挖底宽至2 0 0 m 边坡1 2 3 18 1 0 1 2 1 5 0 0 段 从大枣庄村至古刘庄 区间经过万年闸节制闸及万年闸航道 滩地北侧有南水北 调万年闸泵站的进 出水渠 为减少工程交叉 本段河道采用南侧开挖方案 河道开 挖底宽万年闸以上至2 0 0 m 万年闸以下至1 3 0 m 边坡l 2 4 2 1 5 0 0 3 3 1 7 1 段 1 3 山东大学硕士学位论文 自古刘庄至西阎浅西沟 该段两侧码头数量较少 按照设计中心线两侧开挖 仅 在小周庄东沟至峄城大沙河一段前后 现状河槽拐点较多 对河线稍作调整 裁弯取 直 河道开挖底宽1 3 0 m 边坡2 2 5 0 0 2 7 0 0 0 段1 2 2 7 0 0 0 3 3 0 0 0 段l 3 5 3 3 1 7 1 3 5 0 8 3 段 自西阎浅西沟至台儿庄大桥以上2 0 0 m 该段北侧码头有1 1 座 南侧没有 北侧 码头数量较多 南侧相对较少 综合考虑选定南侧开挖方案 河道开挖底宽1 3 0 m 边坡1 3 6 3 5 0 8 3 3 6 1 2 3 段 本段运河主河槽北侧是老船闸航道 规划为台儿庄泵站出水渠 北堤与台儿庄城 区相邻 南侧为台儿庄航道 航道与主河槽之间的距离在2 0 m 1 0 0 m 左右 由于考 虑台儿庄节制闸的扩建 采取北侧开挖方案 河道开挖底宽至1 3 0 m 边坡1 3 3 干流复堤工程 干河复堤段为伊家河入韩庄运河河口两河三堤段 韩庄运河右岸堤防 堤河道设 计桩号3 2 0 7 0 3 3 1 7 0 总长1 1 k m 堤线布置尽量利用现有堤防 沿现有内堤肩 外复 堤顶高程为5 0 年一遇设计洪水位加2 0 m 超高 堤顶宽8 0 m 边坡1 3 4 支流工程 运北支流有一支沟 二支沟 阴平沙河 魏家沟 三支沟 四支沟 大沙河分洪 道和峄城大沙河8 条支流 为保证沿运地区的防洪安全 防止干流行洪时洪水倒漾 需对支流回水段进行复堤 结合复堤用土对回水段河槽进行扩挖 支流回水段两岸复 堤总长度2 8 1 4 8 m 其中一支沟两岸复堤长度1 3 1 8 m 二支沟两岸复堤长度1 0 1 2 m 阴 平沙河两岸复堤长度3 0 0 8 m 魏家沟两岸复堤长度3 8 3 4 m 三支沟两岸复堤长度4 3 1 2 m 四支沟复堤长度4 6 5 0 m 峄城大沙河两岸复堤长度9 9 2 4 m 峄城大沙河分洪道堤防已 满足设计要求 不复堤 维修加固运北支流胜利渠以南的2 6 座涵洞 扩建一支沟 阴平沙河和四支沟3 座入运口跌水 一支沟 二支沟和阴平沙河的支流交通桥上部均采用装配式预应力混凝土空心板 结构 桥墩部分采用钢筋混凝土灌注桩及柱 系梁 盖梁 滩地处及河槽处采用摩擦 桩 桩长1 5 6 m 桩径1 0 1 2 m 桥柱均采用钢筋混凝土圆柱 5 扩建节制闸工程 1 4 山东大学硕士学位论文 万年闸节制闸位于韩庄运河中泓桩号1 9 6 1 2 4 闸室前端 处 该闸始建于1 9 9 5 年 闸室为开敝式 过水总净宽1 0 0 o m 共1 0 孔 每孔净宽1 0 0 m 两孔一联 万 年闸节制闸扩建工程是在原有工程的基础上在右岸扩建4 孔 每2 孔一联 每孔净宽 1 0 o m 总净宽4 0 m 闸室长度为1 6 o m 底板顶高程2 4 3 m 墩项高程3 0 9 m 排架 顶高程4 0 8 m 机架桥面高程4 1 8 m 钢制平板钢闸门 闸门尺寸 宽 高 1 0x6 m 卷扬启闭机 扩建4 孔闸结构与外观与原有工程保持协调一致 扩建后 老闸右边墩 变成缝墩 台儿庄节制闸位于枣庄市台儿庄区韩庄运河干流设计桩号3 6 1 0 2 处 始建于 1 9 7 2 年 闸室为开敞式 共1 0 孔 每孔净宽7 0 m 两侧三孔一联 中间四孔一联 闸室长度为1 2 0 m 底板项高程2 0 2 m 本次台儿庄节制扩建是在原闸室的左侧扩建3 孔 1 联 每孔净宽1 0 0 闸底板高程2 0 2 m 工作闸门选用l o m x 5 5 m 宽 高 的露顶式平面定轮钢闸门及双吊点固定卷扬式启闭机 两节制闸主要内容为 扩建闸室段上游护砌段 闸上铺盖 闸下消力池 海漫 防冲槽 左岸上下游翼墙及桥头堡 闸门 启闭机及相应配电设备等 6 曹庄公路桥工程 本设计交通桥桥面宽度8 o m 主桥长1 7 0 m 引桥长3 1 3 m 桥梁全长4 8 3 m 主桥 采用三跨预应力混凝土连续箱梁 桥面1 5 的双向横坡由箱梁顶板坡度形成 预应力 连续箱梁采用挂篮悬臂现浇施工 主墩和过渡墩均采用实体墩身 下部基础为承台下 设钻孔灌注桩 引桥采用标准跨径2 0 m 和1 3 m 上部结构为装配式后张法预应力混凝土空心板 桥 面连续 桥面1 5 的双向横坡 由桥面现浇层的高度变化形成 墩台为桩柱式结构 7 干流涵洞工程 目前韩庄运河两岸沿途有引 排水涵洞4 2 座 其型式主要为带竖井的浆砌石拱 涵 多年来为抗旱及排涝发挥了很大的经济效益和社会效益 但由于工程多年运行 老化失修严重 部分涵洞己不能发挥正常作用 需进行维修改造 维修加固涵洞共2 l 座 均按照原涵洞设计标准 规模和功能进行维修加固 1 5 山东大学硕士学位论文 2 7 主要工程量 湖口 台儿庄段续建工程主要内容有 喇叭口扩挖及护砌 干流河道扩挖 干流 复堤 扩建万年闸 扩建台儿庄闸 新建曹庄公路桥 一支沟交通桥 二支沟交通桥 阴平沙河交通桥 维修加固2 1 座干流穿堤涵洞 7 条运北支流复堤 维修加固2 6 座 支流穿堤涵洞 维修加固3 座跌水 主体工程主要工程量见表2 1 1 6 表2 1主要工程量表 河道 含尾喇叭口万年闸台儿庄曹庄干流涵支流交通 序号项目名称单位支流工程合计 工 工程工程 节制闸节制闸公路桥洞工程桥工程 l 土方开挖m 3 l0 3 1 6 7 0 22 2 0 5 2 58 0 6 6 9 78 3 4 6 08 5 2 2 45 7 9 02 6 2 l l1 9 5 7 1 1 5 4 6 5 6 6 2 土方回填 m 3 6 7 9 3 7 9 6 2 3 0 5 2 4 31 1 9 3 55 2 l l2 9 9 6 41 8 3 68 5 7 2 1 2 3 石方开挖 3 1 0 1 1 2 59 2 6 9 71 9 3 8 2 2 m 4 干砌石 m 3 3 0 7 0 2 6 5 75 7 2 7 5浆砌石 3 5 1 7 05 8 3 31 4 7 92 8 8 0 7 0 5 1 7 8 6 1 3 2 4 1 9 1 7 7 m 6 反滤或垫层 3 1 7 3 46 0 08 8 81 3 8 41 9 53 2 3 5 1 2 4 m 7砼或钢筋砼 m 3 2 4 64 6 4 44 8 0 96 6 0 81 5 4 61 3 6 2 1 9 2 1 5 8砼灌注桩m2 5 881 2 8 27 1 5 2 2 6 3 山东大学硕士学位论文 第三章施工条件分析 3 1 地形 地貌与工程地质 3 1 1 河道工程 韩庄运河两岸地形平坦开阔 河道附近地面高程2 4 5 0 4 2 o o m 地形西高东低 韩庄至台儿庄河道比降为1 5 0 0 0 两岸支流多与运河直交 运河沿线地貌单元类型单 一 东段属山前冲积 洪积平原区 西段属剥蚀堆积山间冲积 洪积平原区 河道地 层岩性及结构 水文地质条件有所不同 根据以上因素 可将其划分为2 个工程地质 段 i 段 湖口 万年闸节制闸段 桩号0 0 0 0 1 9 5 8 6 粘土含姜石层 黄褐色 褐色 深褐色 稍湿 可塑 硬塑 含灰白色姜石 粒径2 0 6 o c m 约占5 2 0 分布不均匀 局部富集成层 左岸桩号6 4 0 0 以东 未揭穿 厚度1 6 0 1 0 o o m 层底高程1 9 0 2 3 0 9 8 m 上部1 1 0 4 8 0 m 稍湿 可塑 粉粒含量稍高 大孔隙较发育 右岸桩号5 5 1 0 以东未揭穿 厚度3 1 0 1 0 o o m 层 底高程1 9 5 9 一 3 2 5 9 m 上部0 2 0 3 1 0 m 粉粒含量稍高 大孔隙较发育 1 姜石富集层 灰白色 钙质胶结 半胶结状态 分布局部地段 夹于 层 粘土 含姜石 中 左岸厚度0 4 0 0 6 0 m 层底高程2 9 3 8 3 0 7 1 m 右岸厚度0 3 0 6 6 0 m 层底高程2 5 4 0 3 2 2 1 m 粘土岩层 棕红色 上部风化成粘土状 节理裂隙发育 裂隙充填黑色铁锰质膜 下部岩心较完整 呈短柱状 左岸分布于桩号6 4 0 0 以西 揭示厚度3 3 7 i m 层 顶高程2 0 1 7 2 6 8 1 m 右岸分布于桩号5 5 1 0 以西 揭示厚度1 5 7 7 m 层顶高程 2 2 1 6 2 9 2 3 m i i 段 万年闸节制闸 台儿庄节制闸段 桩号1 9 5 8 6 3 6 0 8 3 砂壤土 浅褐色 局部黄褐色 松散 稍具塑性 粉粒含量高 含少量砂粒 为大沙河冲积物 主要分布于大沙河入河口以东局部区域 两岸基本对称 1 7 山东大学硕士学位论文 壤土 浅褐色 黄褐色 可塑 上部松散 虫孔发育 下部呈可塑状态 水位 以下软塑 土质均一 主要分布于大沙河入河口以东 中泓桩号3 1 5 3 3 以东 地表 两岸基本对称 层底波浪状起伏不平 左岸层厚1 2 0 4 o o m 底高程2 1 9 5 2 6 9 0 m 右岸层厚0 5 0 5 1 0 m 底高程2 2 9 1 2 7 0 8 m 粘土层 褐色 可塑 局部软塑 土质均一 结构疏松 为伊家河冲积物 分 布于右岸 层厚0 4 0 4 5 0 m 底高程2 1 7 0 2 6 3 1 m 淤泥质壤土 暗灰色 软塑 流塑 局部粉粒含量高 夹有粉细砂薄层 振动 析水 该层在水平方向上分布范围较小 不连续 多在左岸揭露 分布桩号8 8 9 7 8 9 8 7 1 1 2 9 8 1 1 4 9 5 1 4 0 8 5 1 4 2 5 7 1 4 6 9 4 1 4 9 1 4 1 5 3 1 0 1 5 6 8 4 层 厚0 5 0 3 5 0 m 底高程2 0 3 2 2 2 8 7 m 右岸勘探深度内未揭穿 顶高程2 2 9 1 m 壤土层 褐色 可塑 土质均一 仅分布于左岸桩号1 4 2 5 7 1 4 6 9 4 层厚 2 7 0 2 9 0 m 底高程2 0 8 5 2 0 8 6 m 粗砂 浅褐色 黄褐色 松散 饱和 局部为细砂 大多呈透镜体状分布于淤 泥质壤土之下 为故河道底部 厚度小 底部为细砂 仅分布于左岸桩号1 4 1 0 2 1 4 2 4 2 1 4 4 3 0 1 4 8 8 9 1 5 4 2 5 1 5 6 3 4 层厚0 3 0 0 7 0 m 底高程2 0 6 3 1 9 6 2 m 层粘土 含姜石 褐黄色 蓝灰色 灰色 硬塑 含f e m n 结核 夹有粗砂和 细砂透镜体 砂质不纯 混有粘粒 普遍含有姜石 姜石由1 0 一1 5 o c m 不等 含量 不一 局部姜石富集成层 灰色粘土具蒜瓣状结构 风干后碎裂 该层在运河两岸广 泛分布 勘探深度内未打穿 为该段的主要地层 夹有粗砂 细砂透镜体 根据一般工程的土类分级标准及十六类岩石分级标准 干流河道工程开挖中姜石 按 类土 其它挖填土方按i i i 类土 基岩按 类岩石计 3 1 2 喇叭口工程 瞬 j o j l 口段南侧地层为第四系冲洪积壤土 含姜石 以及二叠系的杂色页岩 砂岩 及石英砂岩 在开挖深度范围内土层主要为 层壤土 含姜石 黄褐色 棕黄色 夹杂蓝灰色 局部灰褐色 局部粘性强 硬可塑 姜石直径在l 5